用遙感技術(shù)“守護(hù)”濕地

揭開遙感技術(shù)的面紗

遙感，顧名思義，“遙遠(yuǎn)的感知”。它是指利用搭載在各類移動(dòng)/靜止平臺(tái)上的不同傳感器，對(duì)目標(biāo)地物的電磁波輻射、反射特性進(jìn)行探測(cè)，并根據(jù)其特性對(duì)目標(biāo)地物的性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行分析的理論、方法和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。遙感平臺(tái)包括不同的衛(wèi)星、飛機(jī)、氣球以及地面移動(dòng)的各種設(shè)備。一般而言，遙感技術(shù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理和遙感應(yīng)用三個(gè)部分。

數(shù)據(jù)獲取是指利用各類傳感器對(duì)目標(biāo)地物的電磁波特性進(jìn)行記錄的過程。數(shù)據(jù)處理是指運(yùn)用光學(xué)儀器和計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)所獲取的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和分析，掌握或清除遙感原始數(shù)據(jù)中的誤差，盡量恢復(fù)被探測(cè)目標(biāo)地物的原有特征，從而以滿足進(jìn)一步應(yīng)用的需要。遙感應(yīng)用是指不同行業(yè)或者專業(yè)人員按不同的應(yīng)用目標(biāo)，將遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的使用過程。遙感的應(yīng)用從軍事和科研領(lǐng)域逐步推廣，應(yīng)用到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)方面，例如軍事、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與估產(chǎn)、地質(zhì)礦產(chǎn)勘探、自然資源調(diào)查、地圖測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及城市建設(shè)和管理等。

?遙感平臺(tái)

?地球遙感系統(tǒng)之宇宙飛船

?用于計(jì)算機(jī)輔助GE的高分辨率航空數(shù)字高程模型

?利用遙感技術(shù)獲取的的高分辨率圖像（SPOT6）（供圖 / 牛振國）

遙感技術(shù)的特點(diǎn)

大面積同步觀測(cè)

遙感技術(shù)從地面到高空的不同的高度對(duì)地球進(jìn)行大范圍探測(cè)與觀測(cè)，獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)拓展了人們的視覺空間，為宏觀地掌握地面事物的現(xiàn)狀情況創(chuàng)造了極為有利的條件。與傳統(tǒng)的地面作業(yè)相比，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。例如遙感用航攝飛機(jī)飛行高度為10千米左右，陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度可以高達(dá)910千米左右，從而可及時(shí)獲取大范圍的地表信息。一張陸地衛(wèi)星圖像，其覆蓋面積可達(dá)3萬多平方千米。這種展示宏觀景象的圖像，對(duì)地球資源和環(huán)境分析極為重要。

時(shí)效性強(qiáng)

由于遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的速度快、周期短，從而能及時(shí)獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料，以便更新原有資料，或根據(jù)新舊資料變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。例如，NOAA氣象衛(wèi)星（美國國家海洋大氣局第三代實(shí)用氣象觀測(cè)衛(wèi)星）每天能收到同一地區(qū)的兩次圖像。

珍貴歷史資料

如同照片可以較好地保存?zhèn)€人的歷史信息一樣，遙感技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)可以完好地保存地球表層的歷史狀態(tài)信息。這為我們通過遙感資料很好地了解地表的變化提供了第一手的珍貴歷史資料。

客觀反映變化

通過遙感技術(shù)觀測(cè)和探測(cè)的地表信息，可以客觀地反映地物的狀態(tài)及其變化，如土地違法占用、污染物的排放、農(nóng)業(yè)的估產(chǎn)等，從而克服了通過人為匯總的主觀性的缺陷。

?開展?jié)竦卣{(diào)查

?通過遙感技術(shù)可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境的客觀監(jiān)測(cè)

?利用遙感技術(shù)獲取沙漠等現(xiàn)場(chǎng)的寶貴資料

經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益

由于遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的制約條件少，在人類難以到達(dá)的很多地方，如沙漠、沼澤、高山峻嶺以及地震災(zāi)害等現(xiàn)場(chǎng)，采用不受地面條件限制的遙感技術(shù)，特別是航天遙感，可方便及時(shí)地獲取各種寶貴資料。

遙感技術(shù)在濕地研究中的應(yīng)用?

濕地調(diào)查與制圖

了解濕地的分布與面積，是進(jìn)行濕地保護(hù)與合理利用的前提，也是理解一個(gè)國家和地區(qū)自然資源和環(huán)境稟賦的基礎(chǔ)性工作。利用遙感技術(shù)，結(jié)合地面調(diào)查等，進(jìn)行濕地資源的調(diào)查、濕地編目和制圖是遙感技術(shù)應(yīng)用于濕地研究與管理工作的主要內(nèi)容之一。

由于濕地具有的不可通達(dá)性，遙感技術(shù)尤其顯示了其優(yōu)勢(shì)。例如中國科學(xué)院利用陸地衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)，于2009年完成了中國濕地的制圖，為濕地管理和應(yīng)用提供了第一手的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料;2013年，國家林業(yè)局組織全國的力量，基于不同的遙感數(shù)據(jù)，完成了中國濕地資源的第二次詳查……這些數(shù)據(jù)為生態(tài)保護(hù)和生態(tài)紅線的劃定提供了基礎(chǔ)性資料。

濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

無論是濕地退化還是濕地恢復(fù)，都是一個(gè)漸變的過程。通過遙感技術(shù)對(duì)濕地植被狀態(tài)（如生物量、長勢(shì)）或者濕地水文條件的監(jiān)測(cè)，都可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境的客觀監(jiān)測(cè)，從而做出有效和及時(shí)地判斷。

濕地景觀變化監(jiān)測(cè)

濕地的結(jié)構(gòu)及其組成對(duì)于發(fā)揮濕地的功能具有決定性作用。如同樣面積大小的兩處濕地，假設(shè)一個(gè)是完整的，而另外一個(gè)被分割成很多大大小小的斑塊。從景觀角度看，他們的完整性是不一樣的;而從濕地對(duì)生物棲息地提供的功能來看，完整性好的濕地提供了更好的棲息地功能，也就能更好地保護(hù)生物多樣性。通過遙感技術(shù)，可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)這種濕地景觀的監(jiān)測(cè)。

濕地保護(hù)與管理的評(píng)價(jià)

由于遙感技術(shù)的及時(shí)性與客觀性特點(diǎn)，利用遙感技術(shù)可以對(duì)濕地保護(hù)區(qū)的面積和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量開展監(jiān)測(cè)，還可以在此基礎(chǔ)上對(duì)保護(hù)前后或者濕地恢復(fù)前后的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用前后的狀態(tài)變化，可以開展?jié)竦乇Ｗo(hù)、管理和恢復(fù)等方面的有效性評(píng)價(jià)，從而提高管理的效率。

濕地遙感的不足與未來展望

濕地的重要性越來越被認(rèn)可，濕地具有不同的資源、生態(tài)和環(huán)境價(jià)值，相應(yīng)地其具有不同的理論概念和分類體系?，F(xiàn)在我們依然面臨著需要建立具有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的濕地概念和濕地分類體系的問題。

水是濕地存在與否的先決條件，而地表水體具有的動(dòng)態(tài)性決定了濕地的邊界具有過渡性和模糊性。濕地的這種特性為濕地邊界的判定造成了很大困難。如何判斷濕地的邊界不僅需要生態(tài)學(xué)的依據(jù)，也需要遙感技術(shù)給出相應(yīng)的支撐。二者結(jié)合才能將濕地邊界的確定從理論上的建立落實(shí)到具體的實(shí)踐中，給濕地保護(hù)與利用提供支持。

在濕地遙感應(yīng)用技術(shù)方面，一方面，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，無論是基于國外的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，還是基于中國自身的遙感數(shù)據(jù)（中國目前是衛(wèi)星的第二發(fā)射大國），越來越多的遙感數(shù)據(jù)可供使用;另一方面，如何將這些遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于濕地的科研與管理，還存在著很大的瓶頸。這既與濕地自身的多樣性、過渡性以及動(dòng)態(tài)性特征密切相關(guān)，同時(shí)也與現(xiàn)有的遙感技術(shù)和遙感產(chǎn)品的成熟度有極大關(guān)系。

?不同濕地類型（①人工濕地 ②濱海濕地 ③河流濕地 ④湖泊濕地 ⑤沼澤濕地）（供圖 / 牛振國）